长期有机无机肥配施对红壤性水稻土微生物生物量和有机质结构的影响

为研究长期有机无机肥配施对红壤性水稻田作物产量、土壤微生物生物量及有机碳分子结构的影响,以始于1984年的江西红壤性水稻田长期定位试验为平台,选取的试验处理包括：不施肥（CK）、单施化肥（NPK）和等养分条件下70%化肥配施30%有机肥（NPKM1）、50%化肥配施50%有机肥（NPKM2）、30%化肥配施70%有机肥（NPKM3）,采用固体¹³C核磁共振测定了土壤有机碳组分含量,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）和微生物生物量氮（Microbial biomass nitrogen,MBN）。结果表明,连续34年的不同施肥处理显著影响了水稻产量、土壤微生物生物量及土壤有机碳（SOC）分子结构。与NPK处理相比,有机肥配施（NPKM1、NPKM2、NPKM3）提高了水稻产量,增幅为6.5%~7.7%（P>0.05）,中低有机肥配施比例（30%和50%）稳产效果更优。长期单施化肥使土壤严重酸化,而配施有机肥可减缓土壤酸化。长期施肥处理MBC和MBN较CK处理分别显著提高17.0%~71.1%和104.1%~267.0%,但MBC/MBN下降,有机无机肥配施处理较NPK处理提高了微生物熵。长期单施化肥主要提高了烷基碳的相对含量,而配施有机肥同时提高烷基碳和烷氧碳（甲氧基/含氮烷基碳）含量,有利于土壤活性有机质累积。Pearson相关性分析表明土壤微生物生物量与SOC、氮磷养分指标及甲氧基/含氮烷基碳呈显著或极显著正相关,与芳基碳和羧基碳呈显著负相关。冗余分析显示SOC、有效磷、速效钾及烷基碳等对水稻产量的影响较大。研究表明,在供试条件下,长期实行中低比例有机肥配施化肥有利于提高土壤养分和土壤微生物生物量,并改善土壤有机质结构,是维持作物高产和提升土壤质量的有效施肥措施。     

长期不同施肥对棕壤微生物量碳的影响

通过长达27 a的棕壤定位试验,研究了长期不同施肥后棕壤微生物量碳的变化及其与土壤理化性质和作物产量的关系。研究结果表明,长期施用化肥或有机肥均能明显提高土壤微生物量碳含量,以有机肥、有机肥与化肥配施处理效果最为显著,土壤微生物量碳较对照增加了0.74～2倍;土壤微生物量碳与土壤肥力指标（除全钾、速效钾外）呈显著相关性;微生物量碳含量可以作为预测作物产量水平的指标。     

长期不同施肥对棕壤微生物量碳的影响

通过长达27 a的棕壤定位试验,研究了长期不同施肥后棕壤微生物量碳的变化及其与土壤理化性质和作物产量的关系.研究结果表明,长期施用化肥或有机肥均能明显提高土壤微生物量碳含量,以有机肥、有机肥与化肥配施处理效果最为显著,土壤微生物量碳较对照增加了0.74～2倍;土壤微生物量碳与土壤肥力指标(除全钾、速效钾外)呈显著相关性;微生物量碳含量可以作为预测作物产量水平的指标.     

化肥与有机肥长期配施对水稻产量和土壤肥力的影响

以水稻为试验材料,连续多年开展田间肥效试验,比较研究3种施肥处理(不施肥、单施化肥、化肥配施有机肥)对水稻产量和土壤养分状况的影响。结果表明,施肥有效提高了水稻产量,但单施化肥和化肥配施有机肥处理水稻产量差异不大。施肥处理逐年提高了土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾和缓效钾含量,其中,试验后期化肥配施有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量显著高于单施化肥,但二者缓效钾含量差异不大。试验后期,化肥配施有机肥处理土壤pH值显著高于单施化肥,而单施化肥土壤pH值与不施肥接近。综上,施肥是增加水稻产量、改善土壤养分状况的有效手段,而化肥配施有机肥处理下作物增产和土壤培肥效果优于单施化肥。     

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

施肥对烤烟土壤微生物群落结构多样性及蔗糖酶活性的影响

为给烤烟的可持续生产和科学施肥提供理论依据,采用盆栽试验探讨了施肥对烤烟土壤微生物群落结构多样性及蔗糖酶活性的影响,并分析了二者的相关性.结果表明:化肥配施有机肥和有机肥处理有利于土壤微生物生长和繁殖,细菌、真菌、放线菌及微生物总PLFAs的含量比不施肥处理提高幅度为17.56％～61.58％,以有机肥处理PLFAs含量提高最为显著,各处理的高低趋势均为:有机肥＞化肥配施有机肥＞不施肥＞化肥.施肥处理显著提高了烤烟土壤微生物的多样性、均匀度和优势度指数,增加细菌/真菌比值,说明肥料的施入,改善了土壤微生物生态环境,丰富土壤微生物种群.施肥还提高土壤蔗糖酶活性,化肥配施有机肥和有机肥处理显著高于化肥,并与土壤各类微生物PLFAs的含量显著相关.由此可见,在烤烟种植过程中,从土壤微生物角度来看,化肥配施有机肥和施有机肥均对土壤健康有利.     

有机肥施用对稻麦轮作系统作物生产和土壤健康的影响

于宁波鄞州区进行有机肥施用田间试验,在小麦-晚稻轮作模式下,对比不施肥、全化肥,以及等养分总量条件下化肥配施不同用量有机肥(2 250、4 500、9 000 kg·hm^-2),对作物产量、作物和土壤中重金属含量、土壤微生物群落代谢多样性的影响。结果表明,施用有机肥可以部分替代化肥而不影响作物产量,有机肥施用量在2 250~9 000 kg·hm^-2作物产量无显著差异。有机肥用量2 250 kg·hm^-2处理的稻谷和小麦粒中的重金属含量与全化肥处理相比无显著差异,但用量在4 500 kg·hm^-2及以上,稻谷中Zn含量以及麦粒中As含量显著增加。有机肥施用增加了土壤中Zn、As和Pb含量,其中Zn和Pb垂直迁移趋势显著。不同施肥措施对土壤微生物群落代谢多样性无显著影响,但相比全化肥处理,配施有机肥提高土壤微生物对碳氮底物的利用能力。有机肥可部分替代化肥实现稻、麦增产,提高土壤微生物代谢活力,但高用量有机肥增加重金属污染风险。在本试验区配施有机肥2 250 kg·hm^-2,既能保证作物产量,又能确保农产品和环境安全。     

长期连续培肥对作物产量的影响

采用长期定位培肥试验的方法,较系统地分析了长期单施有机肥、单施化肥、有机肥与化肥配施条件下,作物产量动态变化。结果表明:在一定的年限内,氮磷化肥配施有机肥或单施有机肥能持续稳定增加作物产量;长期单施氮磷化肥,在产量水平较低的情况下能快速提高作物产量,当达到一定水平后作物产量则在徘徊中缓慢增长。氮磷化肥配施有机肥具有持续提高产量、培肥土壤的双重效果,是砂姜黑土培肥改良较理想的施肥方式,但同时要注意钾素的补充。     

不同施肥处理对作物产量和土壤肥力的影响

土壤长期定位试验结果表明作物连作条件下,施肥各处理作物产量高于不施肥处理,且有机肥优于化肥,化肥优于秸秆还田.施肥提高了土壤有机质及N、P、K养分含量,施有机肥土壤养分含量增加显著.在小麦、玉米、大豆作物中,小麦连作条件下,施肥利于土壤养分的积累.     

灰漠土农田长期碳投入与微生物商的关系

[目的]探讨由于长期施化肥和有机肥导致的碳投入差异对土壤微生物商的影响.[方法]依托国家灰漠土肥力与肥料效益长期监测试验中的5个典型化肥和有机肥料处理,分析长期不同施肥对小麦各生育期土壤微生物生物量碳(SMBC)和微生物商(qSMBC)的动态变化特征,揭示灰漠土微生物生物量碳(SMBC)、微生物商(qSMBC)、土壤有机碳(SOC)与碳投入量和小麦籽粒产量间的相关性.[结果]长期不同施肥措施下,灰漠土SMBC含量和qSMBC在冬小麦不同生育期存在显著差异,SMBC和qSMBC均在扬花期达到最大值,分别为37.5～ 106.0 mg/kg、0.41; ～0.61;.各施肥处理全生育期SMBC平均含量为:高量氮磷钾化肥与有机肥配施(hNPKM)＞常量NPK化肥与有机肥配施(NPKM)＞氮磷钾化肥配施秸秆(NPKS)＞不施肥(CK)＞氮磷钾配施(NPK),其中hNPKM与NPKM处理、CK与NPK处理之间差异不显著.全生育期qSMBC的变化趋势为:NPKS＞ NPKM＞ CK＞ hNPKM＞ NPK.在试验中,尽管化肥配施秸秆(NPKS)的SMBC含量低于化肥与有机肥配施(hNPKM或NPKM),但其提高qSMBC的作用优于化肥配施有机肥或单施化肥(NPK),能够增加土壤活性有机碳在土壤总有机碳中所占的比例.相关性分析表明,SOC、SMBC含量均与碳投入量呈极显著线性正相关(P＜0.01),小麦籽粒产量与灰漠土SOC含量呈显著线性正相关(P＜0.05),而qSMBC与碳投入量无明显相关性.[结论]长期有机(有机肥、秸秆)无机肥料配施是新疆绿洲灰漠土农田增加土壤有机碳、提升土壤质量的有效措施,长期大量单施化学肥料不利于土壤肥力的保持.     

配施生物有机肥及化肥减量对玉米间作豌豆土壤微生物及产量的影响

采用二因素试验设计,在大田条件下研究了配施生物有机肥及化肥减量对玉米间作豌豆体系土壤微生物、产量及产量构成的影响.结果表明:有机肥无机肥配施可以显著提高玉米间作豌豆的混合产量.在作物生长过程中,配施有机肥可以显著增加土壤微生物数量.A1B1处理混合产量达到了最高,为13 223kg/hm2,微生物数量高于其他不配施有机肥的处理,但在配施有机肥的处理中微生物活性最低;A2B1处理土壤微生物数量最高,与其他处理相比差异显著,混合产量也达到了10 549kg/hm2,与当地农技部门推荐施肥量A1B2处理相比差异不显著.表明化肥减量15%并配施有机肥是适合河西绿洲灌区玉米间作豌豆的施肥措施.     

长期氮磷化肥和有机肥配施对褐土钾素平衡及不同形态的影响

通过连续20 a的氮磷化肥与有机肥配施的定位试验,研究了氮磷化肥与有机肥配施对褐土耕层土壤钾素平衡、各形态钾素含量及其在全钾中的比例和全钾含量的影响。结果表明,单施氮磷化肥或与有机肥配施都可以增加作物产量,提高作物地上部对土壤钾素的吸收;土壤钾素除单施高量有机肥处理有所盈余外,其余处理都表现为亏缺,且随着有机肥施用量的增加,土壤钾素的亏缺量减少;只施用氮磷化肥处理,随着氮磷化肥施用量的增加,水溶性钾和非交换性钾含量呈先上升后下降的趋势,其他钾素形态含量变化无明显规律,水溶性钾、非交换性钾和矿物钾在全钾中的比例呈先下降后上升的趋势;氮磷化肥与有机肥配施处理,随着有机肥施用量的增加,钾素各种形态含量以及水溶性钾、非特殊吸附钾和特殊吸附钾比例均随有机肥施用量的增加呈上升趋势,矿物钾的比例则呈下降趋势,非交换性钾变化规律不明显。长期氮磷化肥与有机肥配施可以减缓土壤全钾含量的消耗。     

砂姜黑土连续培肥对作物产量和土壤养分含量的影响

采用长期定位培肥试验的方法,在安徽省濉溪县杨柳镇试验点砂姜黑土区对单施有机肥、单施化肥、有机肥与化肥配施的作物产量和土壤养分含量动态变化趋势进行了系统分析。结果表明：在一定的培肥年限内,氮磷化肥配施有机肥或单施有机肥能明显增加土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量,延缓土壤钾的耗竭速度,持续稳定增加作物产量;长期单施氮磷化肥,在产量水平较低的情况下能快速提高作物产量,当达到一定水平后作物产量则在徘徊中缓慢增长,能提高速效氮、全磷、速效磷含量,而有机质、全氮增加有限。氮磷化肥配施有机肥具有持续提高产量、培肥土壤的双重效果,是砂姜黑土培肥改良较理想的施肥方式。但同时要注意钾素的补充。     

长期施肥对黑土供磷能力及磷素有效性的影响

[目的]研究长期施肥后黑土供磷能力、磷素形态的变化。[方法]利用采自海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验地的无肥(CK)、化肥(NP)、化肥配施有机肥(NPM)3个施肥处理黑土进行生物耗竭盆栽试验,并用Hedley方法对土壤磷素形态进行研究。[结果]与长期不施肥处理相比,施化肥与化肥配施有机肥均能明显增加土壤各形态磷素;与无肥处理土壤相比,化肥有机肥配施处理土壤与化肥处理土壤植株的生物量增幅分别为31.72%和54.65%;植株吸磷量分别是CK和NP处理土壤的2.1和1.7倍;长期施用有机肥的黑土经过2批油菜耗竭后,Resin-P只减少了0.85%,远小于Resin-P在无肥处理土壤和单施化肥处理土壤中的减少量。[结论]长期化肥配施有机肥的黑土可以在短期内维持一个活性磷含量较高的水平,进而提高土壤的供磷能力及其生产力。     

长期不同施肥对北方旱地轮作土壤有机质和作物产量影响的抽样调查

土壤耕地质量受到越来越多的关注。土壤有机质作为土壤质量的重要指标,其质量分数与不同施肥机制之间的联系也越来越紧密。长期施用含氮化肥会导致土壤pH值下降,而配施有机肥能够有效缓解土壤酸化、促进土壤有机质积累、增加作物产量。以安徽省阜阳市长期定位试验为研究平台,通过研究6种不同施肥模式(不施肥,单施化肥,有机肥+化肥,化肥+秸秆,有机肥+化肥+秸秆,有机无机复合肥)下土壤有机质质量分数的演变规律以及作物产量与土壤有机质之间的关系,提出能够提高土壤有机质质量分数和增加作物产量的最优培肥措施。结果表明:北方旱地轮作土壤,以有机肥代替部分化肥,能在稳定甚至增加作物产量的同时促进土壤有机质积累。回归分析结果表明:小麦Triticum aestivum季和玉米Zea mays季的作物产量与土壤有机质质量分数之间均呈正相关关系,相关系数分别为0.598 4(小麦季)和0.443 7(玉米季),且相关性分别达显著(P0.05)和极显著(P0.01)水平。     

不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系

 以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台，系统研究了长期不同施肥制度对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤肥力的关系。结果表明：（1）长期单施化肥，农田土壤细菌、真菌数量低于长期撂荒土壤，但放线菌数量多于撂荒土壤或与之相当。（2）长期单施化肥与不施肥（CK）比较，土壤放线菌数量增加，细菌和真菌数量略有增加或与之相当。（3）总体看，NPK均衡施肥，土壤细菌、真菌和放线菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理略有增加或与之相近。（4）NPK配施有机肥或秸秆，可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌的数量，不仅明显高于单施化肥和不施肥农田，而且细菌、放线菌数量也高于撂荒土壤，真菌数量略低于撂荒土壤或与之相当。（5）长期单施化肥农田，土壤固氮菌、氨化细菌、纤维分解菌、反硝化细菌数量低于长期撂荒土壤，但硝化细菌数量比撂荒土壤多。单施化肥，土壤固氮菌、硝化细菌、纤维分解菌数量高于不施肥的CK，而氨化细菌、反硝化细菌数量却低于CK。NPK均衡施肥土壤氨化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理增加，固氮菌数量二者相当，反硝化细菌数量减少。NPK配施有机肥或秸秆，土壤中固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量大都高于单施化肥处理，尤其明显高于非均衡施用化肥的处理。与撂荒土壤比较，NPK配施有机肥或秸秆，土壤固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌数量增多，但纤维分解菌数量降低。（6）土壤中大多数微生物种类的数量与养分含量、作物产量具有正相关关系。     

有机无机肥配施对小麦产量及土壤质量的影响

为研究化肥减量配施有机肥对小麦生长和土壤质量的影响,筛选适宜小麦品种新冬42号生长的有机肥和化肥配比,设置常规化肥减量25％配施有机肥(CF+M25)、常规化肥减量50％配施有机肥(CF+M50)、常规化肥减量75％配施有机肥(CF+M75)、常规化肥(CF)、空白对照(CK)等5个处理,进行田间小区试验,分析有机无机肥配施对小麦产量和土壤质量的影响.结果表明,有机氮配施比例为50％时,能促进小麦增产且有效降低化肥施用量,冬小麦达到最大产量的最佳无机氮配比理论值为21.3％;M处理与CF、CK处理呈显著性差异,比对照增加17.02％,比纯化肥增加10.68％;碱解氮含量排序为CF+M50>CF+M25>CF>M>CF+M75;CF处理有效磷积累量高于有机肥配施处理,比对照高出29.37％.与对照相比,施肥处理增加了小麦产量,改善了土壤质量,与单施化肥相比,有机无机肥配施可有效增加土壤有机质含量,稳定小麦产量.     

长期定位施肥对土壤养分与作物产量的影响

 【目的】研究探讨长期施用有机肥、化肥、有机无机结合等不同施肥条件下的作物增产效果与土壤养分演变规律。【方法】以在山东禹城连续22年的长期施肥定位试验为依据,对历年土壤养分和作物产量测试结果进行系统总结。试验采用冬小麦－夏玉米一年二熟栽培制度,分别设置①无肥对照,②常量有机肥无机肥配施,③常量有机肥,④常量化肥,⑤高量有机肥,⑥高量化肥,共6个施肥处理。【结果】在作物产量方面,试验之初的8～10年间表现为化肥对冬小麦的增产作用优于有机肥,而在夏玉米上则表现出相反结果,有机无机结合处理大部分年份作物产量处于较高水平;随着试验时间的延长,各施肥处理产量逐渐趋于一致;22年间土壤有机质含量始终表现出随有机肥施用量的增加而增高,且有逐年增长之趋势;化肥在提高土壤有机质、全氮等营养方面受生物产量和根茬残留量影响而与施肥量无明显关系,增施化肥可以迅速提高速效养分含量,并在一定水平上保持相对稳定。【结论】长期施用有机肥与化肥均表现出持续提高作物产量的良好作用,且二者效果不相上下,常规栽培条件下,当产量提高到一定水平后,继续高量施肥无助于作物产量的提高;有机肥与化肥均表现出持续提高土壤有机碳、氮含量之作用,有机肥效果明显优于化肥,且表现出随有机肥用量的增加而增加。而继续提高化肥施用量无助于土壤有机碳、有机氮的积累;一向被认为钾素含量的黄淮海平原土壤在连续施用氮磷化肥5～8年左右作物即表现明显缺钾现象,由此揭示出高产条件下氮磷钾平衡施肥的重要作用;在对提高土壤速效养分效果方面的差异表现在,化肥可以迅速提高速效养分含量并在这一水平上保持相对稳定,而有机肥则具有持续提高土壤速效养分含量的作用。     

长期定位施肥对水稻、小麦产量和土壤养分的影响

经连续12年有机肥和化肥配施的定位试验,至第12年对水稻、小麦进行数据监测,结果表明,3个施化肥处理中,施栏肥配施化肥处理的有效穗比秸秆还田配施化肥作物（小麦、单季稻）2季增加86.9万/hm2,秸秆还田配施化肥的有效穗比单施化肥作物（小麦、单季稻）2季增加11.65万/hm2;作物（小麦、单季稻）产量2季以施栏肥配施化肥比秸秆还田配施化肥年平均增产367.5 kg/hm2,增长率为3.4%,秸秆还田配施化肥比单施化肥年增长率提高了5.8%。3个不施化肥处理中,施栏肥的有效穗比秸秆还田作物（小麦、单季稻）2季增加33.3万/hm2,秸秆还田的有效穗比不施肥（对照）作物（小麦、单季稻）2季增加19.95万/hm2。施栏肥比秸秆还田年平均增产277.5 kg/hm2,增长率7.4%,秸秆还田比不施肥（对照）增产15.8%。土壤养分施栏肥和秸秆还田耕层（0～20 cm）土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷均有提高,施栏肥增幅最大,无机区增幅较小。而全钾、速效钾含量变化程度不同。通过监测结果得出,以栏肥配施化肥的施肥方式对作物增产和改良土壤效果最好。     

长期施肥下黑土肥力特征及综合评价

为探索黑土区耕地质量稳定提升、作物持续稳产高产的有效施肥模式,利用始于1979年的定位试验,研究了长期不同施肥措施对黑土物理性质(1项)、化学性质(8项)和生物肥力指标(4项)的影响,并运用主成分分析和聚类分析对其进行了综合评价。结果表明:长期施肥增加土壤养分含量,有机无机肥配施降低土壤容重。长期单施化肥导致土壤酸化,有机无机肥配施减缓土壤酸化。运用主成分分析对13个土壤肥力指标降维,提取到3个主成分,涵盖了原始数据信息总量的89.6%。系统聚类得到不同施肥措施的培肥效果为N2P2M2NPKM、NPMM2、MNPK、N2P2NP、CK,有机肥与化肥配施为黑土最佳的培肥模式。综合评价培肥土壤、作物产量和环境效应,推荐常量化肥和有机肥配施(MNPK)为黑土最佳培肥模式。